全球定位係統（GPS）是利用人造衛星提供信息進行定位的全球性定位係統。20世紀60年代末，美國出於軍事考慮，開始利用空間衛星來確定地麵位置的研究。經過近20年的方案論證和係統論證，又經過80年代末和90年代初的生產實驗以後，達到了實用階段，曾在戰爭中顯示了強大威力。目前已發射的數十個空間衛星，幾乎覆蓋了地球每一個角落，組成了一個龐大的全球性定位係統。GPS除用於軍事目的外，主要用於航天、航海的導航，礦區、森林、水利、交通建設的勘測規劃和管理，水文、氣象的觀測預報，農業區劃、估產及精細耕作，等等。我國在GPS應用方麵起步較晚，大多是從90年代初開始，主要在水利水電規劃建設，河道、水文觀測，防洪，工程勘測等方麵開始應用與開發。例如，1991年水利能源部天津勘測設計院應用GPS進行了永定河河道治理和永定河泛區規劃設計，取得明顯的經濟效益，作業效率遠遠超過測距儀作業效率。1994年長江水利委員會選用美國MOTOROLA公司的GPS水道觀測係統與常規測繪方法在長江武漢河段進行了比較試驗，認為GPS水道測量係統具有全天候、多功能、精度高、費用省、成圖快等特點，接收的定位信息來自衛星，不需要地麵測點之間相互通視，因而無需建立標高，既節省了費用，又可以在常規測量不能進行的天氣條件下測繪。
GPS在灌溉工程方麵的應用目前開展很少，但在一些與灌溉工程相關的方麵，如防洪、水資源規劃和管理等方麵，已開始應用。隨著GPS技術推廣,它在灌溉工程方麵，特別是在灌溉用水管理等方麵，將會首先得到應用。並和GPS在施肥、病蟲害防治和耕作措施中的應中相配合，共同促進我國精細農業的發展。
灌溉工程自動化控製與管理
灌溉工程中自動化控製和管理主要有3種方式：水力自動化、電控自動化和微機自動化。水力自動化較為簡單，通常隻能按照某一種既定方式進行自動化控製。例如，當水位或水壓力達到某預定值時，閘門（閘閥）就自動開啟或關閉。電控自動化則除此之外還可進行數據監測，並根據監測值進行手動調控。微機自動化監控則是在電控自動化的基礎上配備了微機係統，把自動化檢測和自動化調控連結起來，從而提高了自動化水平。
灌溉工程自動化監控係統是把電子技術、微機技術和通信技術緊密結合在一起形成的一個完整的管理係統。由於灌區管理點較為分散，用傳統方法進行數據采集和信息傳輸精度差，時間慢，采用現代化方法進行自動化監控和管理非常必要。
灌溉工程自動化監控與管理是根據對灌區各種氣象、水文、土壤、農作物和渠係所監測的數據，由控製機構進行分析判別，並提出相應的控製指令，然後傳送給執行機構從而對被控對象進行控製的自動化過程。例如，按照渠道水位進行閘門自動開啟，按照土壤濕度進行噴灌係統開閉或按照管路壓力的大小自動調節閘閥的開度，從而控製管道流量。這種自動化監控過程，也叫自動化管理。
灌溉工程自動化監控係統應包括以下3個基本部分：
（1）傳感器。即測量部件，對監控對象（土壤、水體、氣體、植物等）進行數據檢測，並將數據傳送給控製器。
（2）控製器。對信號數據進行分析處理並為執行機構提供控製指令。
（3）執行機構。按照控製指令進行操作，如開啟（關閉）閘門或閘閥開度。
自動控製係統一般應具有反饋控製功能。它通過給定元件從被控製對象取得信息，經過調節元件轉換加工，又把調節信息反饋給被控製對象。在反饋控製係統中，信息傳遞的路徑是一個閉合的環路，稱為閉環。
一、渠係自動化管理
渠係自動化監控與管理的目的在於通過自動化監控係統，控製渠係閘門或閘閥，確保渠係按照既定的或隨機的要求進行渠係配水／調水，實現水資源的合理利用。
渠係自動化監控通常是對水位進行監控，從而實現對流量的監控。可分為定水位（流量）監控和動態水位（流量）控製。前者較為簡單，主要是控製取水口上、下水位，使其保持某一穩定值，以達到定水位和定流量控製。後者技術較為複雜，需要設置動態控製係統，或稱遠動係統。這是目前主要的一種控製係統。
閘門自動化控製是目前渠係自動化控製的主要方麵，多由常規的電動驅動的機械閘門加上自動控製元件（傳感器、放大元件、積分元件等）構成。在渠係動態調控係統中，閘門的控製由控製中心的微機控製。微機按指令驅動傳感測量元件定時或隨機監測渠係各點水位，進行數據采集，對所收到的數據進行分析、核對，並按照設置的操作指令驅動閘門或其他控製機構。
二、灌水自動化管理
田間灌水自動化可以大大減輕灌水勞動，提高勞動生產率，減少水量損失。田間灌水自動化係統可根據自動化程度和技術水平分為半自動、全自動和遠動3種類型。半自動化常需人工參與，例如可以把監測與控製分開，分別由人工控製。全自動係統則按照某種規定的程序由灌水自動化係統自動檢測和控製灌水。遠動自動化係統是指可以進行遠距離監測和控製的自動化係統。
用微機控製的田間灌水自動化目前主要用於微（噴）灌方麵。
田間灌水自動化係統包括傳感器係統、監測-顯示係統和水源控製係統3大部分。係統由手動開關啟動後，微機控製機構接受並檢查各種傳感器輸入的數據，如土壤濕度、風速、氣溫、管道水流、壓力等。根據指令啟動各種閘門、啟閉設備、調節設備，並通過機構隨時檢查指令執行情況，監測係統工況，如水泵、電機、噴頭及壓力係統是否正常，並將檢測信號反饋給顯示機構，以便管理人員了解係統工作情況，對非常情況發出信號或警報。
用於各種噴灌、微灌係統的全自動-遠動灌水自動化係統可采用集中或分散2種結構型式。集中式監控係統是將水泵、總閥和各個支管的電磁閥的監控線路以及對水源水位、壓力、流量的監測線路同計算機結合在一起，構成一個監測儀，由計算機按照程序進行監控。這對於百畝以下的小麵積噴微灌較為適用。但對於大的噴微灌麵積，常需采用分散式監控係統。
三、泵站自動化管理
泵站自動化監控與管理，簡稱泵站自動化管理。泵站自動化包括水泵機組自動化，輔助設備自動化和泵站係統綜合自動化。從廣義而言，還包括泵站遠動化，即遙測、遙信、遙控和遙調。
泵站的監測項目包括泵站管路和建築物的水位、流量、揚程，機電設備的電流、電壓和功率。遙信是把泵組和輔助設備的工況信息、事故跳閘信息等，用信號顯示出來。遙調是根據係統的情況，按照預先編好的程序，通過遠動裝置，對機組設備進行啟動、停止、升降閘門等操作。泵站自動化遙調的目的是為了維持整個係統的最佳運行狀態，如根據工況變化，對葉片角度進行自動調節，以保證係統在新工況下的最佳狀態。所有這些監測、遙信、遙控、遙調和全部自動化過程都應該在計算機的參與下進行。
我國最大的多級提水灌溉工程之一，景泰川電力提灌工程於20世紀80年代初，在北京大學無線電係的協助下開展了單片微機在泵站管理方麵的應用。包括多級泵站微機控製終端、DBL1型單片微機泵站流量儀、DGL型管道流量儀以及與之相配套的提灌係統顯示屏和泵站微機控製器等。
該梯級泵站微機遠動係統采用集中控製模式，由中央計算機（IBMPC）和泵站微機控製終端組成1對10的控製係統，一切調度命令由中央計算機發出，由各泵站微機控製終端執行。中央計算機隨時處理各終端機發來的機組運行參數，定期打印各類參數報表，繪製機組運行圖表，並對所管泵站進行常測、水位巡測和遙控。泵站微機控製終端在收到中央計算機的命令後，對本站機組進行操作和參數采集，並向中央計算機報告所需參數。在機組發生故障時，可直接進行事故機組的關停和備用機組的開啟等一係列故障處理，向中央計算機報告故障情況和處理結果，並通知值班人員作進一步處理。
泵站自動化設施的建立需要水利、機電、計算機和自動控製人員的密切配合，才能實現。